这是一件教学复原作品,而非 100% 的数字复制品。 它依据已公布的尺寸与功能制作,但原始工程图纸、实测表面几何、齿数与公差均未取得。切勿将视觉上细致的复原误当作制造依据。
第 2 版修订 — 先检查,再评判
选中部件不再改变材质颜色。钢、锌、涂漆铁件、黄铜、镀金与带铜绿的青铜各有独立的表面效果。这些是依据参考资料估算的外观,并非实测的光谱反射率,也不是经过认证的表面扫描。
- 整体装配
- 各部件相互连接的呈现方式。
- 擒纵轮特写
- 将相机移近。
- 分层查看
- 仅为检查而错开两个轮体;在该模式下,连接件的几何并不构成可运转的装配。
- 侧向间隙
- 显示擒纵轮轴的有限长度:它在摆管之前就已终止。
- 下一阶段
- 推进真实的固定步长机械状态,而非预制动画。
- 观看一次释放
- 先用同一求解器找到下一次释放,再以 0.05× 展示这次释放并暂停。
完整的“钟面”视图以真正的正面正交投影打开,只显示一个钟面。检查器中的小钟面使用相同的矢量图稿,并始终显示伦敦民用时间。四个外部三维钟面则继续遵循所选的“伦敦实时 / 机械实验室”模式。
探索相互连接的各个组件
- 机芯
- 检查三套轮系、卷筒、轴承、轴与重锤驱动。
- 擒纵机构
- 使用“下一阶段”让实际求解器依次经过锁定、释放、提升与冲力,或以 0.05× 观看单次释放。“侧向间隙”会显示彼此分离的轮平面与摆锤平面。
- 四个钟面
- 查看共用驱动与 12:1 指针轮系。
- 钟室
- 触发一段报刻程序,观看外部钟锤敲击固定不动的钟。
拖动可环绕观察;按住 Shift 拖动或右键拖动可平移。点击部件,或在检查器中选择。三维视图获得焦点时,可使用下列按键与滚轮缩放;按 Esc 释放焦点。
- 空格
- 仅暂停或继续实验。
- R
- 重置相机。
- X
- 切换 X 光透视。
- O
- 切换正交投影。
- N
- 让擒纵机构前进到下一阶段。
- 1–5
- 切换组件视图。
爆炸视图只是用于检查的变换,并非运行配置。
两个时钟,刻意分开
- 伦敦实时
- 以民用时间参考(按 Europe/London 时区解读)驱动四个钟面的指针。无论观看者身处何地,系统都会借助浏览器的时区数据库处理英国夏令时。仿照真实样式的钟面上没有装饰性秒针。
- 机械实验室
- 以擒纵机构的成功释放驱动指针,每次释放记为两秒。钟面的起始设定只从伦敦时间取值一次。停转或暂停的实验可能会漂移或停走,但绝不会在后台被悄悄校正以匹配页头的实时时间。
- 时间来源的质量很重要
- 本页面使用设备时钟;其绝对精度未知,本站也不提供单独的时间参考。即使采用网络时间参考,也只能提高民用时间的精度:它并不是来自真实威斯敏斯特大钟的实时遥测。本应用无法观测维护停摆、拨针校时操作,也无法得知真实时钟的瞬时误差。
哪些已有定论,哪些是复原?
一个可审计的降阶能量模型
Iθ̈ + bθ̇ + K sinθ = τ
摆锤按此方程运动,由步长 1/240 s 的隐式离散梯度积分器求解。自由运动在动能与重力势能之间转换;显式阻尼则转化为热。每一次成功释放都会从走时重锤扣除能量,抬起一根重力臂,并把其下落能量中假定的一部分传给摆锤,其余部分被耗散。降到底部的重锤无法再提供冲力。
E_stored + Q_heat + E_acoustic − E_initial − W_external = residual
储存能量包括摆锤、三个重锤、重力臂、传递功与钟锤。热量由模型中的各项损耗逐步累积,而不是事后分配以抹平误差。上弦、硬币调节与手动轻推都是明确的外部功。“仅剩 8 次释放”代表一次受控的下放操作,被移除的能量记为负的操作者功。
齿轮与提升连杆被建模为准静态约束:它们自身的动能与真实的撞击弹性均未解析。钟锤的提升是准静态的;钟锤的下落遵循保守的旋转摆运动。所有撞击能量都会离开简化的钟锤模型,计入指定的热量与声能预算。这些预算并不预测真实的声场,扬声器输出也不是能量标定。
4.4 m 长的单摆无法给出文献记载的四秒周期。本复原采用等效复摆:I ≈ 4375.446 kg·m²,Σmr ≈ 1100.295 kg·m,有效摆长 3.9766 m。其小摆幅周期为四秒;有限摆幅、有限步长的解锁与冲力都会改变其实际走时速率。软件并未暗中按 UTC 调校。
来源登记
C1修复钟表匠 · 大本钟修复 — 三套轮系、修复证据、原始配色,以及完整工程图纸的存在。
C2修复钟表匠 · 自动上弦 — 1913 年的周转轮系与维持动力上弦系统。
经认证的数字孪生需要什么
取得修复工程图纸与获得授权的测绘数据;记录每个部件的几何、材质、质量特性、齿形几何与装配公差;复现完整的上弦、维持动力、计数机构与钟面传动系统;实现经过验证的碰撞 / 接触与弹性动力学;对比实测的摆幅、力矩、损耗、敲击时序与环境响应;并在威斯敏斯特接入带时间戳的钟面 / 擒纵机构传感器。在此之前,“100% 物理一致”并不是站得住脚的说法。
复原构建版本 2.0(2026 年 9 月),已移植至 DigiSim 博物馆:原生 WebGL 2 与 JavaScript,不使用任何运行时库、CDN 资源或远程字体。文献链接仅在点击后才会打开。